時間:2024-07-31 17:13:19來æºï¼šé‰…大LARGE
  ä¾ç„¶å…ˆä¾†çµ(jié)論:
  方形LiCoO2-çŸ³å¢¨é›»æ± ï¼Œæ¨™ç¨±å®¹é‡ç‚º6.8Ah,在烤箱ä¸è¢«å¤–éƒ¨åŠ ç†±ã€‚è©²ç ”ç©¶åŒ…æ‹¬å¾ªç’°(huán)è€åŒ–的電芯,儲å˜åœ¨60℃的éžå¾ªç’°(huán)電芯以åŠåœ¨å®¤æº«ä¸‹å„²å˜çš„éžå¾ªç’°(huán)é›»èŠ¯ã€‚ç ”ç©¶äº†å·¥ä½œå’Œéžå·¥ä½œ(失效)電芯。
ã€€ã€€åœ¨å¤–éƒ¨åŠ ç†±æ™‚ï¼Œæ‰€æœ‰é›»æ± éƒ½æœƒå‡ºç¾(xià n)熱失控,釋放煙霧和氣體。關(guÄn)于大約一åŠçš„工作電芯,在熱失控åŽç´„15ç§’å…§(nèi),ç©èšåœ¨çƒ˜ç®±ä¸çš„æ°£é«”被點燃導致氣體爆炸,并伴隨著é‡è¦çš„煙氣釋放éŽç¨‹ã€‚
ã€€ã€€ç„¡è«–æ˜¯å¦æ›¾ç¶“(jÄ«ng)循環(huán)éŽçš„電芯,并沒有影響氣體爆炸的發(fÄ)生,它們發(fÄ)生在0-300個全深循環(huán)的所有循環(huán)è€åŒ–水平。
  使用FTIRåˆ†æžæ°£é«”ã€‚ç„¡è«–æ˜¯å¦æœ‰ç«ç„°å‡ºç¾(xià n),都檢測到HF氣體的å˜åœ¨ã€‚
  å¦ä¸€ç¨®é‡‹æ”¾å‡ºæ½›åœ¨æœ‰æ¯’氣體的HFå‰é«”POF3,也與HFåŒæ™‚檢測到。å¦å¤–檢測到有害氣體CO。熱失控溫度約為190C,并且顯示與è€åŒ–éŽç¨‹ä¸çš„循環(huán)次數(shù)有微弱的相關(guÄn)性,在0至300次循環(huán)的測試循環(huán)范åœå…§(nèi),100至200次循環(huán)之間,是出ç¾(xià n)最少有毒氣體的è€åŒ–階段。
  測試了三個失效電芯,其ä¸ä¸€å€‹åœ¨229次循環(huán)åŽåœ¨å¾ªç’°(huán)ä¸ç™¼(fÄ)生çªç„¶å¤±æ•ˆï¼Œé‚„有兩個未循環(huán)但在60Cä¿å˜10個月的電芯也出ç¾(xià n)了失效。失效電芯也會進入熱失控狀態(tà i);然而,它們å°ç†±å¤±æŽ§æº«åº¦å‡é«˜å’Œæº«åº¦å‡é«˜é€ŸçŽ‡çš„åæ‡‰(yÄ«ng)æ˜Žé¡¯è¼ƒä½Žã€‚é€™äº›é›»æ± æ²’æœ‰ç«èбã€ç‡ƒç‡’或瓦斯爆炸ç¾(xià n)象。
  1ã€å¼•言
ã€€ã€€èˆ‡å…¶ä»–é¡žåž‹çš„é›»æ± ç›¸æ¯”ï¼Œé‹°é›¢åé›»æ± ç™¼(fÄ)熱較大,其氣體排放,爆炸ã€èµ·ç«çš„風險更高。這些風險還é é æ²’有被充分ç†è§£ï¼Œè€Œé€šéŽç ”ç©¶å’Œäº‹æ•…åˆ†æžæ˜¯æœ‰å¯èƒ½æé«˜ç³»çµ±(tÇ’ng)安全性的。風險的類型和嚴é‡ç¨‹åº¦å–決于ä¸åŒçš„æ‡‰(yÄ«ng)ç”¨å’Œé›»æ± ç³»çµ±(tÇ’ng)的大å°ã€‚ç”±äºŽé›»æ± å’Œæ¨¡å¡Šæ•…éšœçš„å¯å‚³æ’æ€§ï¼Œéš¨è‘—é›»æ± ç³»çµ±(tÇ’ng)å°ºå¯¸çš„æ–°å¢žï¼Œæ•…éšœåŽæžœå¯èƒ½æœƒé¡¯è‘—新增。
  鋰離åé›»æ± åŒ…å«æ‰€æœ‰å¿…è¦çš„ç«ç„°ä¸‰è§’形的三個部分;熱/點ç«å™¨ï¼Œå¯ç‡ƒç‰©è³ª(zhì)和氧氣。æ¤å¤–,一旦éŽç†±ï¼Œå…¸åž‹åœ°å¾ž70℃~120℃開始,鋰離åé›»æ± é–‹å§‹è‡Œè„¹å¹¶èƒ½å¤ é‡‹æ”¾æ°£é«”(排氣)。排出的氣體易燃且有毒。å‡å¦‚æº«åº¦è¶³å¤ é«˜ï¼Œé”到的150℃~200â„ƒï¼Œé›»æ± è‡ªç”Ÿç†±é€²å…¥åŠ é€ŸéšŽæ®µï¼Œç†±å¤±æŽ§(TR)å¯èƒ½ç™¼(fÄ)生。術(shù)èªžç†±å¤±æŽ§çš„èµ·å§‹æº«åº¦æ˜¯æŒ‡æ”¾ç†±åæ‡‰(yÄ«ng)開始并最終導致熱失控的溫度,而熱失控溫度是指熱失控的éžå¸¸å¿«é€Ÿçš„æº«åº¦å‡é«˜ã€‚熱失控通常伴隨著大é‡ç…™æ°£é‡‹æ”¾ï¼Œå¯èƒ½ä¼´éš¨é›»æ± ç®±ç ´æï¼Œç‡ƒç‡’æˆ–ç“¦æ–¯çˆ†ç‚¸ã€‚å› æ¤ç†±å¤±æŽ§éŽç¨‹å˜åœ¨å…©ç¨®é‡è¦é¡žåž‹çš„çˆ†ç‚¸ï¼šé›»æ± æ®¼é«”çˆ†ç‚¸å’Œèˆ‡ç©ºæ°£æ··åˆçš„å¯ç‡ƒæŽ’放氣體的氣體爆炸。圓柱形和硬質(zhì)æ–¹å½¢é›»æ± å¯ä»¥å‡ºç¾(xià n)高內(nèi)éƒ¨å£“åŠ›ï¼Œå› æ¤è¨(shè)計為通éŽå…§(nèi)ç½®é›»æ± å®‰å…¨é–¥é‡‹æ”¾æ°£é«”ï¼Œä½†æ˜¯å‡å¦‚æŽ’æ°£æ•…éšœï¼Œé›»æ± å…§(nèi)部å¯èƒ½æœƒå‡ºç¾(xià n)æ¥µå¤§çš„å£“åŠ›ï¼Œå°Žè‡´é›»æ± æ®¼é«”çˆ†ç‚¸ã€‚æœ‰å…©ç¨®é€™æ¨£çš„çˆ†ç‚¸å½¢å¼ï¼Œä¸€ç¨®æ˜¯é›»æ± å…§(nèi)部的爆炸,å¦ä¸€ç¨®æ˜¯å°é–‰æˆ–åŠå°é–‰å¤–殼ä¸ç©ç´¯çš„å¯ç‡ƒæ°£é«”èˆ‡ç©ºæ°£çš„æ··åˆæ°£é«”å»¶é²é»žç‡ƒå¼•起的爆炸。å¯ç‡ƒæ°£é«”çˆ†ç‚¸çš„åŽæžœå¯èƒ½æ¯”é›»æ± çˆ†ç‚¸çš„åŽæžœåš´é‡å¾—多。
  排出的氣體å¯ä»¥åŒ…嫿º¶åŠ‘è’¸ç™¼(fÄ)和分解生æˆçš„產(chÇŽn)物,例如CO,CO2,H2,CH4。除CO外,還å¯ä»¥é‡‹æ”¾å¤§é‡ä¸åŒçš„æœ‰æ¯’化åˆç‰©ï¼ŒåŒ…括氟化物氣體。氟化氫(HF)已經(jÄ«ng)引起了最多的關(guÄn)注,是éžå¸¸æœ‰æ¯’的氣體。很少有已經(jÄ«ng)發(fÄ)è¡¨çš„ç ”ç©¶å ±å‘Šèªªæ˜Žå•†æ¥(yè)鋰離åé›»æ± æ¿«ç”¨æœŸé–“é‡‹æ”¾çš„HFé‡ï¼Œå’Œé›»è§£è³ª(zhì)燃燒釋放的HFçš„é‡ã€‚é›»æ± ä¸çš„æ°Ÿä¾†è‡ªé‹°é¹½ï¼Œå¦‚LiPF6,而且還來自電極粘åˆåŠ‘ï¼Œå¦‚PVdFï¼Œé›»æ¥µææ–™å’Œæ¶‚層,例如氟磷酸鹽和AlF3陰極涂層,以åŠå«æ°Ÿæ·»åŠ åŠ‘å¦‚é˜»ç‡ƒåŠ‘ã€‚é›»æ± å®‰å…¨æ€§éžå¸¸å¾©é›œï¼Œæ•´é«”觀點éžå¸¸é‡è¦ï¼Œä¾‹å¦‚通éŽå¼•å…¥AlF3涂層,熱失控發(fÄ)生的風險å¯ä»¥é™ä½Žï¼Œè€Œæœ‰æ¯’氟化物氣體排放和氣體爆炸的風險å¯èƒ½æœƒæ–°å¢žã€‚å› æ¤æ•´é«”å®‰å…¨é›£ä»¥è©•ä¼°ï¼Œé€™å–æ±ºäºŽé›»æ± 的大å°å’Œæƒ…æ³ï¼Œå¹¶ä¸”å°ä¸€å€‹åƒæ•¸(shù)的改進實際上å¯èƒ½æœƒæƒ¡åŒ–整體安全性。
  有許多ä¸åŒé¡žåž‹çš„æ¿«ç”¨æ¸¬è©¦ï¼Œå¸¸è¦‹çš„æ˜¯å¤–éƒ¨åŠ ç†±ã€‚æœ‰å¹¾ç¨®é¡žåž‹çš„å¤–éƒ¨åŠ ç†±æ–¹æ³•é©ç”¨äºŽé‹°é›¢åé›»æ± ï¼Œä¾‹å¦‚åœ¨çƒ˜ç®±ä¸åŠ ç†±ï¼Œé€šéŽIRè¼»å°„åŠ ç†±ï¼ŒåŠ ç†±è†œæˆ–å…¶ä»–åŠ ç†±å™¨ï¼Œåœ¨å¯†é–‰è…”å®¤å…§(nèi)ä½¿ç”¨åŠ ç†±é€ŸçŽ‡ç†±é‡è¨ˆ(ARC)或其他類型儀器。到目å‰ç‚ºæ¢ï¼Œé‡å°æ–°é›»èŠ¯çš„ç ”ç©¶å¾ˆå¤šï¼Œä½†å¾ˆå°‘æœ‰ç ”ç©¶è¡°è€å°å®‰å…¨æ€§çš„影響的。元件的性能在è€åŒ–éŽç¨‹ä¸å¯èƒ½æœƒç™¼(fÄ)ç”Ÿè®ŠåŒ–ï¼Œä½†å¯¦éš›è¦æ±‚廿˜¯ï¼Œåœ¨æ•´å€‹é›»æ± 壽命期間都è¦å…·æœ‰é«˜é›»æ± 安全ç‰ç´šã€‚è€åŒ–通常以日æ·å’Œå‘¨æœŸè€åŒ–的形å¼å‡ºç¾(xià n)ã€‚ç‚ºäº†ç¸®çŸæ¸¬è©¦æ™‚間,å˜å„²å’Œå¾ªç’°(huán)所述電芯通常在å‡é«˜çš„æº«åº¦ä¸‹é€²è¡Œï¼Œä¾‹å¦‚35-55C,但是,在這些溫度下的測é‡çµ(jié)果與在環(huán)境溫度下使用時所ç²å¾—的數(shù)據(jù)å¹¶ä¸å®Œå…¨ç›¸åŒï¼Œä¾‹å¦‚20â„ƒï¼Œå› ç‚ºå¯èƒ½ç™¼(fÄ)生其他方é¢çš„åˆ†è§£åæ‡‰(yÄ«ng)。鋰離åé›»æ± çš„è€åŒ–éŽç¨‹æ˜¯éžç·šæ€§çš„和復雜的,還沒有被完全ç†è§£ã€‚例如,在è€åŒ–期間,固體電解質(zhì)界é¢(SEI)層發(fÄ)生變化,SEI在熱失控的早期階段發(fÄ)æ®é‡è¦ç”¨é€”ã€‚æœ‰ç ”ç©¶åˆ©ç”¨é‡ç†±æŠ€è¡“(shù)æè¿°äº†SEI這種改性的演變,利用XRD,XPS,SEM和拉曼光èœåˆ†æžè¡¨é¢ï¼Œæè¿°äº†ç†±å¤±æŽ§çš„三個é‡è¦éšŽæ®µã€‚
  有試驗通éŽARCæ¸¬è©¦ç ”ç©¶äº†æ—¥æ·è€åŒ–的索尼18650é›»æ± çš„ç†±ç©©(wÄ›n)定性,發(fÄ)ç¾(xià n)è€åŒ–電芯開始放熱溫度高é”70C,說明è€åŒ–電芯顯示出更高的放熱開始溫度。
  å¦å¤–æœ‰äººç ”ç©¶äº†ç¶“(jÄ«ng)éŽ10次和200次循環(huán)åŽ0.75Ahéžå•†ç”¨çŸ³å¢¨/鋰鈷氧化物(LCO)鋰離åé›»æ± ï¼Œç™¼(fÄ)ç¾(xià n)在é‡åˆºæ¿«ç”¨è©¦é©—ä¸ï¼Œ200次循環(huán)åŽç†±å®‰å…¨æ€§ä¸‹é™ã€‚
ã€€ã€€æœ‰äººç ”ç©¶äº†åœ¨60℃下儲å˜è‡³36周的2Ah石墨/LMO-NMCLi離å18650é›»æ± ï¼Œåœ¨ARC測試ä¸ç™¼(fÄ)ç¾(xià n)36å‘¨é½¡é›»èŠ¯çš„æ”¾ç†±åæ‡‰(yÄ«ng)和熱失控起始溫度較低。
  相å,å¦å¤–æœ‰äººç ”ç©¶äº†åœ¨55C儲å˜10到90天的4.6Ah石墨/LMO鋰離åé›»æ± ï¼Œç™¼(fÄ)ç¾(xià n)自熱和熱失控的起始溫度隨著è€åŒ–的新增而新增。
  å¦ä¸€å€‹è©¦é©—ï¼Œç ”ç©¶äº†1.5Ah石墨/LMO-NMC高功率Li離å18650é›»æ± åœ¨ARC測試ä¸å°å¾ªç’°(huán)è€åŒ–的熱響應(yÄ«ng)的影響,發(fÄ)ç¾(xià n)第一個放熱響應(yÄ«ng)以åŠç†±å¤±æŽ§çš„開始溫度顯著é™ä½Žï¼Œèµ·å§‹æº«åº¦ä½Žè‡³30.7℃,并且在-10C進行的1C循環(huán)çš„é›»æ± çš„é™½æ¥µä¸Šä¹Ÿç™¼(fÄ)ç¾(xià n)éé‹°ç¾(xià n)象。
ã€€ã€€ä¸€çµ„äººç ”ç©¶äº†çŸ³å¢¨/NMC18650新的和循環(huán)è€åŒ–電芯在0℃至70%å¥åº·ç‹€æ…‹(tà i)(SOH)下使用1Cçš„ARC測試的安全性。è€åŒ–電芯熱安全性é™ä½Žï¼Œå…¶å…·æœ‰ä½Žè‡³30℃的自熱起始溫度以åŠè¼ƒæ—©çš„熱失控。åŒä¸€ä½œè€…還通éŽé‡åˆºæ¿«ç”¨è©¦é©—ç ”ç©¶äº†å®‰å…¨æ€§ï¼Œå¹¶ç™¼(fÄ)ç¾(xià n)è€åŒ–電芯具有延é²ä½†æ›´åŠ‡çƒˆçš„ç†±å¤±æŽ§ã€‚ä¸€èˆ¬æƒ…æ³ä¸‹ï¼Œä½Žæº«å¾ªç’°(huán)陽極é鋰和以éŽé«˜çš„é›»æµå……電,都會æé«˜é‹°é›¢åé›»æ± çš„é¢¨éšªæ€§ã€‚
ã€€ã€€æœ¬æ¬¡ç ”ç©¶æ¶‰åŠçš„工作ä¸ï¼Œç ”究了在20Cå’Œ60C下儲å˜çš„æœªå¾ªç’°(huán)電芯以åŠ100,200或300個C/2深度循環(huán)電芯的鋰離å電芯安全性,所有電芯的類型相åŒï¼Œä¸€ç¨®å•†ç”¨6.8Ah石墨/LiCoO2鋰離åé›»æ± ã€‚é€šéŽå¤–éƒ¨åŠ ç†±(烘箱)å½¢å¼çš„æ¿«ç”¨æ¸¬è©¦è©•ä¼°å®‰å…¨æ€§ï¼ŒåŒæ™‚進行FTIR氣體測é‡ã€‚進行一次ARC測試以比較安全評估方法。
  2ã€è©¦é©—
  2.1測試電芯
ã€€ã€€é€™äº›é›»æ± å…¨éƒ¨ä¾†è‡ªåŒä¸€æ‰¹å•†æ¥(yè)化的鋰離åé›»æ± ï¼Œå…¶æ¨™ç¨±å®¹é‡å’Œé›»å£“分別為6.8Ahå’Œ3.75V,LCO陰極,石墨陽極,èšåˆç‰©éš”æ¿å’Œæ–¹å½¢å¤–è§€ï¼Œåƒè¦‹è¡¨1è©³ç´°çš„é›»èŠ¯åƒæ•¸(shù)。由于電解液ä¸å˜åœ¨LiPF6é¹½ï¼Œé›»æ± ä¸å«æœ‰æ°Ÿï¼Œä½†é›»æ± ä¸çš„其他部分也å¯èƒ½å«æœ‰æ°Ÿï¼Œåƒè¦‹å¼•言部分ä¸çš„示例。è¦èªªæ˜Žï¼Œæœ¬æ¬¡è©¦é©—沒有分æžé›»èНä¸å…¶ä»–潛在的氟來æºã€‚
  2.2電氣特性
  使用MetrohmAutolabPGSTAT302Nå’ŒMetrohmNovav1.11è»Ÿä»¶ä»¥æ’æµæ¨¡å¼é€²è¡Œé »çŽ‡èŒƒåœç‚º100kHz-5mHz,60é»žå°æ•¸(shù)分布,振幅為0.1A的四線電化å¸é˜»æŠ—èœ(EIS)測試。
ã€€ã€€è¡¨æ ¼1,商用Li-ioné›»æ± æ•¸(shù)據(jù)表,電芯è¦(guÄ«)æ ¼æ›¸ï¼ŒTG-FTIR電解質(zhì)分æžå’Œä¾†è‡ªDSC分æžçš„éš”è†œã€‚é›»æ± åœ¨ç’°(huán)境溫度下,約20â„ƒï¼Œåœ¨æ³•æ‹‰ç¬¬ç± ä¸ã€‚å‚³æ„Ÿå™¨å’Œé›»æµæ¸¬é‡é›»çºœä»¥ç›¸åçš„åœ“åœˆæ‰æ›²å’Œåˆ†é›¢ï¼Œä»¥ç›¡é‡æ¸›å°‘干擾。
  使用多通é“Digatroné›»æ± æ¸¬è©¦å„€æˆ–å¸¶Booster20A模塊的MetrohmAutolabæ¸¬é‡æ¯å€‹é›»æ± 的容é‡ã€‚é›»æ± å®¹é‡æ¸¬é‡ä½¿ç”¨2.50Vå’Œ4.20V的電壓é™åˆ¶ï¼Œ1.4A(ç´„C/5)的電æµå’Œ0.05A的切斷充電電æµã€‚在第一次充電之åŽï¼Œæ–½åŠ ä¸‰æ¬¡å®Œæ•´çš„æ”¾é›»-充電循環(huán)。在è€åŒ–之å‰ï¼Œç”¨ä¸‰å€‹å¾ªç’°(huán)ä¸çš„第一個循環(huán)æ¸¬é‡æ”¾é›»å®¹é‡ï¼Œè€Œåœ¨è€åŒ–之åŽï¼Œä½¿ç”¨ç¬¬ä¸‰å¾ªç’°(huán)的放電容é‡ä¾†ç¢ºå®šé›»æ± 容é‡ã€‚
  在EIS測é‡ä¹‹å‰ï¼Œé›»æ± 完全充電作為首次充電(100%SOC)。本文介紹的周期數(shù)ä¸åŒ…括用于測é‡é›»æ± 容é‡çš„三個充放電循環(huán)。
  2.3è€åŒ–程åº
  2.3.1循環(huán)è€åŒ–
  使用Digatroné›»æ± æ¸¬è©¦å„€å°é›»æ± 進行單ç¨å¾ªç’°(huán),具有4.20Vå’Œ2.50V之間的100%放電深度(DOD)。將3.4A(C/2)的電æµç”¨äºŽå……é›»å’Œæ”¾é›»ï¼Œå……é›»æˆªæ¢æ¢ä»¶ç‚ºå……電電æµ0.34A(C/20)ã€‚é€™äº›é›»æ± åœ¨å¹³å‡æº«åº¦ç‚º21C的環(huán)å¢ƒæº«åº¦ä¸‹ï¼Œå¼·åˆ¶å°æµå†·å»ã€‚æ¯å€‹é›»æ± 都有一個溫度傳感器安è£åœ¨æœ€å¤§çš„å´(cè)é¢ä¸Šã€‚
  2.3.2溫度è€åŒ–
ã€€ã€€å®Œå…¨å……é›»çš„é›»æ± åœ¨60C的烘箱ä¸å„²å˜10å€‹æœˆï¼Œé€™æ˜¯æ ¹æ“š(jù)é›»æ± åˆ¶é€ å•†çš„æ•¸(shù)據(jù)表ç²å¾—的最大å…è¨±å„²å˜æº«åº¦ã€‚在60℃儲å˜ä¹‹å‰å’Œä¹‹åŽå°‡é›»èН儲å˜åœ¨20℃環(huán)境ä¸ã€‚
  2.3.3完整的電芯è€åŒ–éŽç¨‹
  首先,將電芯在室溫下,約20℃,在12個月內(nèi),擱置在é‹è¼¸ç”¨çš„ç®±å䏿œªä½¿ç”¨ã€‚å…¶æ¬¡ï¼Œé›»æ± ç¶“(jÄ«ng)æ·äº†ç¬¬ä¸€æ¬¡å……電,并測é‡äº†æ¯å€‹é›»æ± 的容é‡å’Œé˜»æŠ—ã€‚ç¬¬ä¸‰ï¼Œé¸æ“‡ç”¨äºŽå¾ªç’°(huán)è€åŒ–çš„é›»æ± å¾ªç’°(huán)é”到約兩個月(300個循環(huán))。第四,測é‡å®¹é‡å’Œé˜»æŠ—,并將電芯儲å˜åœ¨å®¤æº«ä¸‹ã€‚第五,一些éžå¾ªç’°(huán)電芯儲å˜åœ¨60C的烘箱ä¸10個月。
ã€€ã€€å¤–éƒ¨åŠ ç†±æ¿«ç”¨æ¸¬è©¦åœ¨ç”Ÿç”¢(chÇŽn)日期åŽç´„2å¹´é›¶4å€‹æœˆé€²è¡Œã€‚å› æ¤ï¼Œæ‰€æœ‰çš„é›»èŠ¯éƒ½å…·æœ‰åŒæ¨£é•·çš„æ—¥æ·å¹´é½¡ï¼Œä½†æ˜¯åœ¨å®ƒå€‘的壽命期間,一些電芯已經(jÄ«ng)被循環(huán),å¦ä¸€äº›é›»èŠ¯åœ¨60℃ä¿å˜äº†ä¸€æ®µæ™‚é–“(28個月的10天)。
  2.4å¤–éƒ¨åŠ ç†±æ¿«ç”¨æ¸¬è©¦
  2.4.1一般è¨(shè)ç½®
  總共進行了14æ¬¡å¤–éƒ¨åŠ ç†±æ¿«ç”¨æ¸¬è©¦ã€‚ä½¿ç”¨å…·æœ‰115Lå…§(nèi)容ç©çš„æ’æº«æŽ§åˆ¶çš„çƒ˜ç®±BinderFED115å–®ç¨åŠ ç†±é›»æ± ã€‚å°‡é›»æ± å±…ä¸æ”¾ç½®åœ¨çƒ˜ç®±å…§(nèi)部并且用鋼絲(0.8mm直徑)機械固定在磚上,åƒè¦‹åœ–1。在測試開始åŽ1分é˜åŽï¼Œå°‡çƒ¤ç®±èª¿(dià o)節(jié)è‡³æœ€å¤§åŠ ç†±é€ŸçŽ‡ï¼Œæº«åº¦è¨(shè)置為300℃??倻yè©¦æ™‚é–“å› ç’°(huán)境æ¢ä»¶è®ŠåŒ–和最終發(fÄ)生氣體爆炸而變化。
  該烤箱是定制的,具有四個直徑為50mm的通氣端å£ï¼Œç”¨ç¡…塞密å°ï¼Œå¹¶é…有內(nèi)部風扇è¨(shè)置到最高轉(zhuÇŽn)速以å‡å‹»åŒ–å…§(nèi)部溫度。放置在烤箱背é¢çš„通風å£è¢«è¨(shè)置為完全關(guÄn)é–‰ã€‚ç„¶è€Œï¼Œé€™ä¸æ˜¯ä¸€å€‹å®Œç¾Žçš„密å°ï¼Œåœ¨æ¿«ç”¨æ¸¬è©¦æœŸé–“,它部分變形。在第一次測試ä¸ï¼Œçƒ¤ç®±é–€å¯ä»¥æ£å¸¸é—œ(guÄn)閉,但是由于在瓦斯爆炸éŽç¨‹ä¸é–€è¢«æ‰“開,所以在以下測試ä¸å°‡é–€ç”¨è† å¸¶å›ºå®šã€‚åœ¨çƒ¤ç®±é ‚éƒ¨çš„ä¸€å€‹ç¡…è† å¡žå®‰è£çš„æ¯”較æ¾ï¼Œå……當泄壓å£ã€‚
ã€€ã€€åœ¨æ¯æ¬¡æ¸¬è©¦ä¹‹é–“,將烤箱輕輕地清洗/清洗以最大é™åº¦åœ°æ¸›å°‘來自例如顆粒污染的潛在干擾。玻璃門窗(三層玻璃)æ²’æœ‰æ©Ÿæ¢°ç ´è£‚ï¼Œä½†è¢«åš´é‡æ±¡æŸ“å’Œè•åˆ»ï¼Œå› æ¤è¢«æ›´æ›äº†å¹¾æ¬¡ï¼Œä»¥ç²å¾—坿ޥå—çš„è¦–é »è³ª(zhì)é‡ã€‚
  使用具有Agilent34902A簧片多路復用器模塊,以1Hz測é‡é›»æ± é›»å£“å’Œæº«åº¦ã€‚é›»æ± é›»å£“é€šéŽK型熱電å¶é›»çºœæ¸¬é‡ï¼Œå°‡é›»çºœæ“°å…¥é›»æ°£æŽ¥é 連接器ä¸çš„å°é‰†å”(直徑0.8mm)ä¸ã€‚使用連接有玻璃纖ç¶å¸¶(3M,電氣帶Scotch,19mm寬)çš„Kåž‹ç†±é›»å¶æ¸¬é‡Li離åé›»æ± è¡¨é¢æº«åº¦ï¼Œåœ¨å¤šé”å…個ä½ç½®T1-T6處測é‡ï¼Œåƒè¦‹åœ–1D,其ä¸T1-T4æ¸¬é‡æ¯é‚Šçš„ä¸å¿ƒæº«åº¦ï¼Œè€ŒT5-T6是兩個最大表é¢ä¸Šçš„é™„åŠ ä¸å¤®å‚³æ„Ÿå™¨ã€‚K型熱電å¶ä¹Ÿç”¨äºŽæ¸¬é‡ç’°(huán)境溫度(çˆå¤–)å’Œçˆå…§(nèi)溫度,åŽè€…在兩個ä½ç½®æ¸¬é‡ï¼Œå¦‚圖1Aå’ŒBæ‰€ç¤ºã€‚é€šéŽæ”¾ç½®åœ¨çƒ¤ç®±é–€å¤–çš„ç…§ç›¸æ©Ÿè¨˜éŒ„æ¸¬è©¦è¦–é »éŽç¨‹ã€‚在一些測試ä¸ï¼Œé‚„使用了第二臺æ”åƒæ©Ÿï¼Œæ”¾ç½®åœ¨é›¢çƒ¤ç®±ç´„2至7米的è·é›¢è™•。使用å¡å°ºæ‰‹å‹•測é‡é›»èŠ¯åŽšåº¦ï¼Œ(é‡ç¨‹150毫米長)和電芯尺寸按照最大尺寸記錄,出ç¾(xià n)在ä¸å¿ƒå°ä¸å¿ƒçš„æ¸¬é‡ä½ç½®ä¸Šã€‚
  3ã€çµ(jié)果與討論
  3.1è€åŒ–-容é‡è¡°æ¸›å’Œé˜»æŠ—
  測試12ä¸çš„é›»æ± æ‡‰(yÄ«ng)該循環(huán)至300次循環(huán),但是在循環(huán)éŽç¨‹ä¸é”到229次循環(huán)åŽå¤±æ•ˆï¼Œå¹¶ä¸”ä¸å¯èƒ½å†å……電或放電。試驗13å’Œ14ä¸çš„é›»æ± æœ€åˆå®Œå…¨å……電并在60℃下儲å˜10個月,æ¤åŽé›»å£“é™è‡³ä½ŽäºŽ1Vã€‚é€™äº›é›»æ± çš„åŽšåº¦å¾ž18.5mm新增至21.3mm(ç´„15%),但是電芯é‡é‡æ²’æœ‰æ”¹è®Šï¼Œè¡¨æ˜Žé›»èŠ¯æ²’æœ‰æ³„æ¼æˆ–æŽ’æ°£ã€‚æœ¬æ¬¡ç ”ç©¶ä¸çš„æ‰€æœ‰å…¶ä»–電芯在循環(huán)è€åŒ–å‰åŽçš„厚度å‡ç‚º18.5mm。
  表2列出了è€åŒ–å‰åŽçš„容釿•¸(shù)據(jù)。SOH是相å°å‰©ä½™å®¹é‡ï¼Œç”±ç•¶å‰C/5放電容é‡é™¤ä»¥åˆå§‹C/5放電容é‡è¨ˆç®—。循環(huán)åŽï¼Œé›»èНé”到下列SOH,約94%(100個循環(huán))ã€91%(200個循環(huán))å’Œ89%(300個循環(huán))。壽命(至少關(guÄn)äºŽç¬¬ä¸€æ¬¡ä½¿ç”¨çš„é›»æ± å£½å‘½)的終點通常是å«ç¾©ç‚ºç´„70%-80%SOHï¼Œé›»èŠ¯åƒæ•¸(shù)表顯示,600次循環(huán)>70%SOH(åŽè¡¨1)ï¼Œå› æ¤ï¼Œæ¸¬è©¦çš„é›»èŠ¯é æœªå……分è€åŒ–。如表2所示,測試1å’Œ4ä¸çš„é›»æ± å…·æœ‰è¼ƒä½Žçš„åˆå§‹æ”¾é›»å®¹é‡ï¼Œå› ç‚ºå®ƒå€‘åœ¨å®¹é‡æ¸¬é‡ä¹‹å‰å¾ªç’°(huán)3次。然而,å³ä½¿æ¸¬è©¦1å’Œ4ä¸çš„電芯循環(huán)了3次(詳情åƒè¦‹è¡¨2ä¸çš„æ³¨é‡‹),它們在這里被稱為0循環(huán)電芯。
  圖2顯示了ä¸åŒå‘¨æœŸè€åŒ–çš„é›»æ± çš„é˜»æŠ—æ¸¬é‡çµ(jié)果。阻抗曲線圖,圖2A,具有鋰離åé›»æ± çš„å…¸åž‹å¤–è§€ï¼ŒåŒ…æ‹¬é«˜é »é›»æ„Ÿï¼Œä¸é »å’Œä½Žé »å°–å³°å—æŠ‘åˆ¶çš„é‡ç–ŠåŠåœ“ï¼Œå°æ‡‰(yÄ«ng)于電芯內(nèi)阻和連接阻抗,SEI阻抗,電è·è½‰(zhuÇŽn)移影響和傳質(zhì)阻抗。復阻抗圖ä¸èˆ‡å¯¦è»¸çš„交點,確定了平å‡ä¸²è¯(lián)阻抗,如圖2A所示,也å³é€™ç¨®é¡žåž‹é›»èŠ¯çš„å…§(nèi)阻,新電芯為13.2m,300次循環(huán)åŽæ–°å¢ž14.4m(上å‡9%)。圖2B為相ä½è§’相關(guÄn)äºŽé »çŽ‡å°æ•¸(shù)的曲線圖。在這幅圖ä¸å¯ä»¥æ‰¾åˆ°å…©å€‹å³°å€¼ï¼Œä¸€å€‹é »çŽ‡åœ¨0.1赫茲以上,一個在2赫茲左å³ã€‚ä½Žé »å³°éš¨è‘—å¾ªç’°(huán)è€åŒ–而增大,而第二個峰在幾個循環(huán)åŽæˆ–多或少已經(jÄ«ng)消失。無論如何,在3個循環(huán)之åŽï¼Œæª¢æ¸¬åˆ°æ˜Žé¡¯çš„差異,這樣,相角供應(yÄ«ng)了一個新的視角來觀察è€åŒ–帶來的影響。關(guÄn)于具有相åŒé›»æ¥µåŒ–叿ˆåˆ†çš„è€åŒ–é›»æ± (石墨/LCO),阻抗圖ä¸çš„ä½Žé »åŠåœ“被èªç‚ºé™°æ¥µè™•的電解質(zhì)æ°§åŒ–ï¼Œå› æ¤å¯èƒ½è¡¨æ˜Žåœ¨0.1Hz以上的相角ä¸å³°çš„上å‡åœ¨é€™ç¨®æƒ…æ³ä¸‹ä¹Ÿæ˜¯ç”±äºŽé™°æ¥µè™•的氧化。這å¯èƒ½æ˜¯å› ç‚ºé›»æ± å……é›»åˆ°ç›¸å°è¼ƒé«˜çš„4.20V截æ¢é›»å£“,雖然ä»åœ¨é›»æ± åˆ¶é€ å•†çš„ç¢ºå®šçš„åƒæ•¸(shù)范åœå…§(nèi)。
  3.2å¤–éƒ¨åŠ ç†±æ¿«ç”¨
  在試驗1-11ä¸ï¼Œå°‡é›»èŠ¯å®Œå…¨å……é›»(100%SOC),電芯經(jÄ«ng)æ·äº†ä¸åŒçš„è€åŒ–循環(huán)次數(shù),范åœå¾ž0到300個循環(huán)。試驗12-14çš„é›»èŠ¯æ˜¯å¤±æ•ˆé›»èŠ¯ï¼Œå› æ¤ï¼ŒSOC是無法確定的。測試12ä¸çš„é›»æ± åœ¨229次循環(huán)åŽåœ¨å¾ªç’°(huán)æœŸé–“çŒæ»ã€‚試驗13-14ä¸ä½¿ç”¨çš„電芯已經(jÄ«ng)在60℃下å˜å„²äº†10個月,在那段時間內(nèi)è‡ªæ”¾é›»æˆ–è€…å¤±æ•ˆï¼Œå› è€Œæœ‰ä¸€å€‹é›»èŠ¯OCVå°äºŽ1V,å³ä½ŽäºŽ0%SOC電平。
  3.2.1概述çµ(jié)æžœ
  表3列出了14種ä¸åŒè€åŒ–狀態(tà i)電芯,工作電芯以åŠå¤±æ•ˆé›»èŠ¯çš„å¤–éƒ¨æ¿«ç”¨æ¸¬è©¦çµ(jié)果。在所有測試ä¸ï¼Œç•¶æº«åº¦é”到熱失控溫度時,溫å‡é€ŸçŽ‡è¿…é€Ÿæ–°å¢žï¼Œæ‰€æœ‰é›»æ± éƒ½ç™¼(fÄ)生熱失控。關(guÄn)于試驗1-11ï¼Œé›»æ± çš„ç†±å¤±æŽ§åŽï¼Œæœ‰çŸçš„(å°äºŽä¸€ç§’)和典型的燃燒ã€ç«èŠ±å’Œå™´å°„ï¼Œåœ–3ä¸é¡¯ç¤ºäº†ç¤ºä¾‹ã€‚在一些情æ³ä¸‹ï¼Œæ ¹æ“š(jù)ç«ç½(zÄi)çš„ä¸åŒéšŽæ®µï¼Œé›»èŠ¯ç‡ƒç‡’è¼ƒé•·æ™‚é–“å’Œè¼ƒå¤§çš„ç«ç„°ï¼Œå¦‚表3䏿‰€ç¤ºã€‚通常情æ³ä¸‹ï¼ŒåŽçºŒ(xù)ç«å‹¢è¼ƒå°çš„æƒ…形,見表3,這表明在之å‰è¼ƒé•·çš„æ™‚é–“å…§(nèi)å˜åœ¨ä¸€å€‹æˆ–幾個ç«è‹—。æ¤å¤–,使用術(shù)èªžç„¡æ˜Žç«æ˜¯æŒ‡æ²’æœ‰é»žç‡ƒé›»æ± æˆ–å…¶æ°£é«”çš„æƒ…æ³ã€‚這沒有考慮到最åˆçš„çŸæš«çš„çŸè·¯/ç«èŠ±ç‰æƒ…形。術(shù)èªžæ°£é«”çˆ†ç‚¸æ˜¯æŒ‡å¾žé›»æ± é‡‹æ”¾çš„ç´¯ç©å¯ç‡ƒæ°£é«”與çˆå…§(nèi)空氣混åˆçš„å»¶é²é»žç«ï¼Œå…¶åœ¨ç•¶å‰æ¡ˆä¾‹ä¸ï¼Œå°Žè‡´è¿«ä½¿çˆé–€æ‰“開的壓力波。氣體爆炸是燃燒å¸ä¸å¸¸è¦‹çš„ç¾(xià n)象,然而并ä¸ç¶“(jÄ«ng)常討論鋰離åé›»æ± ç«ç½(zÄi)ã€‚åœ¨é€™é …ç ”ç©¶ä¸ï¼Œå¦‚表3所示,所有工作電芯的測試都是在éžç‡ƒç‡’或氣體爆炸åŽé€²è¡Œçš„。æ¤å¤–,關(guÄn)于大約一åŠçš„工作電芯和全部的è€åŒ–電芯,氣體爆炸大約在燃燒的30秒之åŽç™¼(fÄ)生,接下來是20-50ç§’çš„å°ç«æˆ–者ç«èŠ±ã€‚é—œ(guÄn)于失效電芯,測試12–14所示,çµ(jié)果顯著ä¸åŒï¼Œè¦–é »åˆ†æžæ²’有顯示出任何ç«èбã€å™´å°„或者發(fÄ)生瓦斯爆炸。
  aé‡è¦æ°£é«”排放幾乎與熱失控溫度的到é”åŒæ™‚發(fÄ)生,迅速æé«˜æº«åº¦é€ŸçŽ‡ã€‚
  b測試è¨(shè)備,數(shù)據(jù)記錄,烤箱æ”åƒæ©Ÿå’Œå¤–éƒ¨åŠ ç†±çš„é›»æºåœé›»ï¼Œæ™‚長大約9分é˜çš„æ™‚é–“(9分39ç§’å…§(nèi)無數(shù)據(jù)記錄)?ï¼Ÿéž æ¸«ç 康拇我ç¢zåƒæ©Ÿï¼Œé‡è¦æ˜¯ç”¨äºŽè§€å¯Ÿé‡è¦æ°£é«”排放éŽç¨‹ï¼Œå¹¶è¢«ç”¨äºŽå‡å®šç‚ºTR的時間,ä»ç„¶åœ¨å·¥ä½œ(ç†è¨˜æœ¬é›»æ± 組供電)。
  c由烤箱外的輔助æ”åƒæ©Ÿæ±ºå®šã€‚
  關(guÄn)äºŽæ‰€æœ‰æ¸¬è©¦ï¼Œè¦–é »åˆ†æžé¡¯ç¤ºï¼Œåœ¨é”åˆ°ç†±å¤±æŽ§æº«åº¦çš„åŒæ™‚,ä½äºŽé›»èŠ¯é ‚éƒ¨çš„é›»æ± å®‰å…¨é–¥æ‰“é–‹å¹¶é‡‹æ”¾å¤§é‡ç…™éœ§ï¼Œè¿…速填滿烤箱空間。釋放的煙霧的é¡è‰²é€šå¸¸æ˜¯ç™½è‰²æˆ–æ·ºç°è‰²ã€‚å‡å¦‚é›»æ± å®‰å…¨é–¥ä¸èƒ½æ‰“開,例如由于故障或ä¸è‰¯è¨(shè)計,å¯èƒ½ç™¼(fÄ)ç”Ÿé›»æ± æ®¼é«”çˆ†ç‚¸ï¼Œé€™æ˜¯ä¸€ç¨®å±éšªæƒ…æ³ï¼ŒåŒ…æ‹¬å™´å°„æ®¼é«”ç¢Žç‰‡çš„é¢¨éšªã€‚åªæ˜¯é€™åœ¨ç›®å‰çš„ä¸€çµ„å¯¦é©—ä¸æ²’有發(fÄ)生。
  工作電芯比失效電芯æå¤±æ›´å¤šé‡é‡ï¼Œè†¨è„¹æ›´å¤§(更厚)。工作電芯的é‡é‡æå¤±å¹³å‡ç‚º22.6%,失效電芯的平å‡é‡é‡æå¤±ç‚º17.0%。工作電芯的厚度從18.5毫米新增到平å‡27.2毫米(新增47%),而外部濫用åŽå¹³å‡å¤±æ•ˆé›»èŠ¯åŽšåº¦ç‚º23.8毫米??åŸè‡y試時間有所ä¸åŒï¼Œå¦‚表3所示,導致ä¸åŒçš„åŠ ç†±æ™‚é–“ã€‚å¯ä»¥çœ‹åˆ°ä¸€äº›è¶¨å‹¢ï¼Œé‡é‡æå¤±å’ŒåŽšåº¦æ–°å¢žéƒ½æ˜¯å¾ªç’°(huán)次數(shù)的函數(shù)(循環(huán)次數(shù)越多,æå¤±é‡é‡è¶Šå°‘,尺寸膨脹越大)ã€‚é€™äº›å½±éŸ¿å¿…é ˆç™¼(fÄ)生在內(nèi)éƒ¨æœ€çŸæ¸¬è©¦æ™‚間范åœ(75分é˜ï¼Œæ¸¬è©¦6)。
  3.2.2溫度çµ(jié)æžœ
  表4åˆ—å‡ºäº†å¤–éƒ¨åŠ ç†±æ¿«ç”¨æ¸¬è©¦çš„æº«åº¦çµ(jié)果。將表4ä¸çš„熱失控溫度值確定為發(fÄ)生溫度快速å‡é«˜æ™‚的溫度。關(guÄn)äºŽå·¥ä½œé›»æ± ï¼Œç†±å¤±æŽ§æº«åº¦å¾ˆå®¹æ˜“ç¢ºå®šï¼Œè€Œé—œ(guÄn)于失效電芯,特別是關(guÄn)于測試12,并ä¸å¤ªæ˜Žé¡¯ã€‚失效電芯具有明顯較高的熱失控溫度,較低的溫å‡é€ŸçŽ‡å’Œè¼ƒä½Žçš„å³°å€¼æº«åº¦ã€‚0個循環(huán)的失效電芯,將其一部分壽命在60℃ä¿å˜10個月,測試13-14,其測試çµ(jié)果顯示了高é‡ç¾(xià n)性。雖然電極界é¢å¿…é ˆç™¼(fÄ)生é‡å¤§è®ŠåŒ–,但失效電芯ä»å¯èƒ½å«æœ‰å¤§é‡æ˜“燃電解質(zhì)ã€‚æ²’æœ‰ç ”ç©¶ä¸åŒSOCæ°´å¹³çš„é›»èŠ¯ï¼Œå› æ¤SOC低水平的電芯和失效電芯之間的任何å¯èƒ½å˜åœ¨çš„相似性,在çµ(jié)æžœä¸æœ‰å¯èƒ½è¢«æ··æ·†ã€‚
ã€€ã€€é›»æ± è¡¨é¢æº«åº¦å‚³æ„Ÿå™¨T1-T6在é”到熱失控溫度時通常是å¯é 的。關(guÄn)于除測試13(åƒè¦‹è¡¨4ä¸çš„æ³¨é‡‹)以外的所有測試,熱失控溫度值作為傳感器T1å’ŒT3的平å‡å€¼è¨ˆç®—ã€‚é«˜äºŽç†±å¤±æŽ§æº«åº¦ï¼Œå‚³æ„Ÿå™¨æœƒè¨˜éŒ„çš„æº«åº¦å‡ºå…¥å¾ˆå¤§ï¼Œç”±äºŽé«˜æº«ï¼Œé›»æ± è†¨è„¹å’Œæœ€çµ‚çš„æ°£é«”çˆ†ç‚¸ï¼Œæœ‰æ™‚æœƒå¾žé›»æ± è„«è½ä¸‹ä¾†ã€‚å› æ¤ï¼Œå¦ä¸€å€‹å¹³å‡å€¼ï¼ŒTavg2被用來確定最大平å‡é›»æ± è¡¨é¢æº«åº¦ï¼Œç›¸æ‡‰(yÄ«ng)的溫度新增(ΔT)和時間長度(æ¥é©Ÿæ™‚間Δt)。Tavg2使用所有å¯ç”¨çš„T1-T6傳感器數(shù)據(jù)計算,詳見表4??æŽçŽ«è†«éž²è¡…éž…ç¼“îƒœxç‚ºæ²’æœ‰ä¸Ÿå¤±çš„èˆ‡é›»èŠ¯è¡¨é¢æœ‰æŽ¥è§¸çš„傳感器。由于å¯ç”¨é›»æ± 溫度傳感器的數(shù)é‡å’Œä½ç½®ä¸åŒï¼Œè¡¨4ä¸çµ¦å‡ºçš„çµ(jié)果自然變化。當最高溫度值的分布更廣,則熱失控溫度值å¯ä»¥æ›´å¥½çš„被界定出來。
  在熱失控之å‰ï¼Œé›»æ± è¡¨é¢æº«åº¦å‚³æ„Ÿå™¨é¡¯ç¤ºç›¸å°ç›¸ä¼¼çš„æº«åº¦å€¼ï¼Œè€Œç†±å¤±æŽ§åŽå‚³æ„Ÿå™¨ä¹‹é–“的溫度差異較大。圖4顯示了測試7çš„é›»æ± é›»å£“ï¼Œå¹³å‡æº«åº¦å’Œæº«åº¦æ¸¬é‡å€¼ï¼Œé€™æ˜¯åœ¨æ•´å€‹æ¸¬è©¦éŽç¨‹ä¸æ‰€æœ‰å…個溫度傳感器都å¯ç”¨çš„少數(shù)測試之一。圖4ä¸çš„é›»æ± è¡¨é¢æº«åº¦è®ŠåŒ–ç´„100℃。其他測試ä¸ï¼Œå±€éƒ¨é›»èŠ¯è¡¨é¢æº«åº¦è®ŠåŒ–最多高é”ç´„300℃。關(guÄn)于這種類型的測é‡ï¼Œä½¿ç”¨å¤šå€‹é›»èŠ¯è¡¨é¢æº«åº¦å‚³æ„Ÿå™¨ä»¥åŠé©ç•¶?shù)尿炞C方法來ç²å¾—å¯é 的溫度測é‡çµ(jié)æžœéžå¸¸é‡è¦ã€‚電芯表é¢çš„大的溫度差異å¯ä»¥é€šéŽå‚³ç†±éŽç¨‹çš„å„å‘異性,快速和大é‡çš„熱é‡å‡ºç¾(xià n)以åŠä¾†è‡ªå應(yÄ«ng)éŽç¨‹ä¸çš„æŽ’氣和ç«ç„°çš„影響來解釋。在熱失控期間,內(nèi)éƒ¨é›»æ± ç™¼(fÄ)熱å¯èƒ½æœƒåœ¨é›»æ± ä¸å¿ƒé™„近出ç¾(xià n)æœ€é«˜æº«åº¦ã€‚é›»æ± å…§(nèi)部平é¢å…§(nèi)傳熱和平é¢é–“傳熱差異巨大(å„å‘異性熱傳導)。
  由于相變(例如隔膜熔化)和質(zhì)釿失(例如排氣,ç«ç„°)導致的溫度變化,æ¯ç¨®ææ–™çš„熱性質(zhì)(例如熱導率,比熱容,密度)ä¸åŒã€‚測試éŽçš„é›»æ± æœ‰ä¸€å€‹é‹åˆ¶å¤–殼,具有高導熱性,但溫度差異很大。關(guÄn)äºŽå…¶ä»–é¡žåž‹çš„é›»æ± å¤–æ®¼ï¼Œä¾‹å¦‚è»ŸåŒ…é›»æ± ï¼Œå¯èƒ½å˜åœ¨æ›´å¤§çš„æº«åº¦åˆ†å¸ƒã€‚
  圖5A顯示了在熱失控的早期階段之å‰å’ŒæœŸé–“的平å‡é›»æ± è¡¨é¢æº«åº¦ï¼Œå¹¶ä¸”æ‰€æœ‰æ¸¬è©¦èˆ‡ç†±å¤±æŽ§æº«åº¦æ™‚é–“åŒæ¥ã€‚在æŸäº›æ›²ç·šå‡ºç¾(xià n)熱失控之å‰çš„幾分é˜ï¼Œæº«åº¦æœƒä¸‹é™å¹¾åˆ†é˜ï¼Œç‰¹åˆ¥æ˜¯é—œ(guÄn)于è—ç·š(100個循環(huán))å¯ä»¥æ¸…楚地看到,推測是由于氣體釋放帶來的溫度下é™ç¾(xià n)象,具體到本文ä¸ï¼Œæ˜¯ç¬¬äºŒæ¬¡æŽ’æ°£éŽç¨‹ã€‚圖5B顯示了工作電芯的熱失控溫度值與è€åŒ–循環(huán)次數(shù)之間的關(guÄn)系,在100到200次循環(huán)之間顯示出最å°å€¼ã€‚該圖還顯示了測試åŽçš„é‡é‡æå¤±å’ŒåŽšåº¦èˆ‡å¾ªç’°(huán)次數(shù)的關(guÄn)系。測試11ä¸ï¼Œåœ¨ç†±å¤±æŽ§å‰å¹¾ç§’的測試ç¾(xià n)å ´ç™¼(fÄ)ç”Ÿç¸½é›»åŠ›ä¸æ–·ã€‚無論如何,測試11ä¸çš„é‡è¦æŽ’氣時間å¯ä»¥é€šéŽåœ¨å¤–部æ“作的相機來確定。最åŽè¨˜éŒ„的數(shù)據(jù)點指å‘188℃,與觀測到的氣體釋放åŠå…¶ç›¸æ‡‰(yÄ«ng)的熱失控之間的時間約為5s,盡管時間çŸï¼Œä½†é›»æ± 溫度å‡é«˜ç›¸å°è¼ƒå¿«ã€‚試驗10和試驗11çš„æº«åº¦åŠ ç†±æ›²ç·šéžå¸¸å»åˆï¼Œç›´è‡³åœé›»ã€‚
  本文æå‡ºçš„ç†±å¤±æŽ§æº«åº¦å€¼æ˜¯æŒ‡å¿«é€Ÿå‡æº«é–‹å§‹ä¹‹å‰çš„æœ€åŽä¸€å€‹æº«åº¦é»žï¼Œå¦‚圖5A所示。這里給出的熱失控溫度值關(guÄn)于工作電芯約為190C,失效電芯在201å’Œ205Cä¹‹é–“ã€‚æ—©äº›æ™‚å€™å·²å ±é“類似的溫度值。
  å‡å¦‚å¤–éƒ¨åŠ ç†±åœ¨ç†±å¤±æŽ§æº«åº¦ä¹‹å‰çš„æŸå€‹æ™‚é–“åœæ¢ï¼Œå‰‡é›»æ± ä»ç„¶æœƒæ ¹æ“š(jù)é›»æ± æº«åº¦ï¼Œé›»æ± è‡ªèº«çš„ç™¼(fÄ)熱速率和環(huán)境æ¢ä»¶(å¦‚é›»æ± å†·å»é€Ÿçއ)而進入熱失控狀態(tà i)ã€‚ç„¶è€Œï¼Œåœ¨é€™é …å·¥ä½œä¸ä½¿ç”¨çš„實驗方法沒有使用暫åœåŠ ç†±æ¥é©Ÿçš„æ–¹æ³•。鋰離åé›»æ± å®‰å…¨é ˜(lÇng)域使用的å¦ä¸€ç¨®å¸¸ç”¨æ–¹æ³•æ˜¯åŠ ç†±ç‰å¾…æœç´¢(HWS)程åºçš„ARC測試,其ä¸é›»èŠ¯ä»¥é«˜éˆæ•åº¦åŠ ç†±å™¨åŠ ç†±ï¼Œå‡å¦‚放熱暫åœï¼Œå¹¶ä¸”在絕熱æ¢ä»¶ä¸‹ï¼Œæª¢æ¸¬åˆ°é›»æ± 電芯放熱ç¾(xià n)象。
  ARCä¸çš„åŠ ç†±æ™‚é–“é€šå¸¸å¾ˆé•·ï¼Œé€™å…許在高溫下發(fÄ)生煮沸/æŽ’æ°£å’Œæ½›åœ¨çš„å‰¯åæ‡‰(yÄ«ng)的時間,例如SEIå’Œé›»æ¥µææ–™çš„ç ´æå’Œé›»è§£è³ª(zhì)é™è§£ï¼Œå‡å¦‚é›»æ± åŠ ç†±æ›´å¿«ï¼Œå…¶å¯èƒ½å½±éŸ¿æ¸¬è©¦çµ(jié)果。å‡è¨(shè)ï¼Œé›»è§£æ¶²æœ‰è¶³å¤ çš„æ™‚é–“åœ¨è¼ƒä½Žçš„æº«åº¦ä¸‹æ²¸é¨°/æŽ’æ°£ï¼Œå‰‡åœ¨è¼ƒé«˜çš„æº«åº¦ä¸‹ä¸æœƒç™¼(fÄ)ç”Ÿç†±å¤±æŽ§ï¼Œå› ç‚ºæ²’æœ‰é›»è§£è³ª(zhì)é›»æ¥µåæ‡‰(yÄ«ng),ä¸å¯èƒ½å‡ºç¾(xià n)熱失控。在本文ä¸ä½¿ç”¨çš„åŠ ç†±æ¸¬è©¦æ™‚é–“å¤§ç´„60分é˜ï¼Œä¹Ÿç‚ºå‰¯å應(yÄ«ng)和電解液沸騰/排氣供應(yÄ«ng)時間,但與ARC測試方法相比,時間更çŸã€‚ä½œç‚ºæ¯”è¼ƒï¼Œæ–°åŠ å¡åœ‹ç«‹å¤§å¸çš„ARC測試ä¸ï¼Œä¾†è‡ªåŒä¸€æ‰¹æ¬¡çš„100%SOCçš„é›»æ± è¢«å¤–éƒ¨æ¿«ç”¨ã€‚å‡å¦‚通éŽèˆ‡çƒ¤ç®±å¯¦é©—ä¸ä½¿ç”¨çš„類似方å¼é€šéŽARC測é‡ç¢ºå®šç†±å¤±æŽ§æº«åº¦ï¼Œå‰‡çµ(jié)果大約為140C。兩次測é‡çš„çµ(jié)æžœå差約50Cã€‚å› æ¤ï¼ŒåŒä¸€é¡žåž‹é›»æ± çš„ç†±å¤±æŽ§æº«åº¦å€¼å–æ±ºäºŽæ¸¬è©¦æ–¹æ³•åŠå…¶å«ç¾©ï¼Œä»¥åŠæ‰€ç”¨æº«åº¦å‚³æ„Ÿå™¨çš„ä½ç½®ï¼Œæ•¸(shù)é‡å’Œæ¸¬é‡è³ª(zhì)é‡ã€‚在比較ä¸åŒç ”究的熱失控溫度或起始溫度值時,了解這一點至關(guÄn)é‡è¦ã€‚
  所觀察到的熱失控溫度的最å°å€¼ï¼Œåœ–5Båæ˜ 了Wuç‰äººçš„發(fÄ)ç¾(xià n)ã€‚ä»–å€‘å ±é“了在200個循環(huán)(大約<87%SOH)åŽé€²è¡Œç›¸ä¼¼çš„æ¸¬è©¦ï¼Œè€åŒ–的鋰離åé›»æ± çš„ç†±ç©©(wÄ›n)定性é™ä½Žã€‚在這種情æ³ä¸‹ï¼Œé›»æ¥µçš„æŽƒæé‡ç†±æ³•(DSC)分æžè¡¨æ˜Žï¼Œé€šéŽè€åŒ–,陰極ä¸çš„部分鋰å«é‡è¢«ä¸å¯é€†åœ°è½‰(zhuÇŽn)移到陽極,從而形æˆé€šéŽèˆ‡é›»è§£è³ª(zhì)忇‰(yÄ«ng)而得到的SEI層。關(guÄn)于300次循環(huán),我們觀察到在熱失控和最高溫度方é¢å應(yÄ«ng)ä¸å¤ªåŠ‡çƒˆï¼Œé€™èˆ‡èƒ½é‡å„²å˜èƒ½åŠ›çš„é™ä½Žæœ‰å°‘é‡é—œ(guÄn)è¯(lián)。
  3.2.3çµ(jié)果與氣體測é‡ç›¸çµ(jié)åˆ
  圖6顯示了測試5的溫度ã€é›»æ± 電壓和氣體排放的測é‡çµ(jié)果,這是一個è€åŒ–100å€‹å‘¨æœŸçš„é›»æ± ã€‚æª¢æ¸¬åˆ°ä¸‰å€‹æŽ’æ°£éŽç¨‹ã€‚ç•¶é›»æ± é›»å£“ä¸‹é™åˆ°å¤§ç´„0V時,第一個排氣éŽç¨‹é‡‹æ”¾å‡ºç¢³é…¸äºŒç”²é…¯(DMC)和乙酸乙酯(EA)è’¸æ°£ã€‚é›»æ± é›»å£“ä¸‹é™ï¼Œè¡¨é¢æº«åº¦ç´„為130℃時éŽç¨‹é–‹å§‹ã€‚兩種商æ¥(yè)化隔膜,一個PP單層和一個三層å¯é—œ(guÄn)閉隔膜PP/PE/PP以åŠå¾žéžæ¿«ç”¨é›»æ± æå–的隔膜上的DSC測é‡é¡¯ç¤ºã€‚這個溫度éžå¸¸æŽ¥è¿‘é›»æ± é—œ(guÄn)閉隔膜å”隙的第一個熔化溫度。由于隔膜的熔化,é 計溫度會顯示出一定程度的下é™ï¼Œå› 為該éŽç¨‹æ˜¯å¸ç†±çš„,實際å»ç›¸å,在12ç§’å…§(nèi)ï¼Œé›»æ± è¡¨é¢æº«åº¦æ¸¬é‡æ¸…楚地顯示出較å°çš„æº«åº¦å‡é«˜ã€‚觀察到的溫度å‡é«˜çš„一種å¯èƒ½çš„è§£é‡‹æ˜¯é›»æ± ç¶“(jÄ«ng)æ·äº†å…§(nèi)éƒ¨é›»æ± çŸè·¯è€Œå‡ºç¾(xià n)熱é‡ï¼Œç„¶è€ŒçŸè·¯æ‡‰(yÄ«ng)è©²åªæœ‰åœ¨éš”膜兩層膜片都失去絕緣功能(èžåŒ–)的情æ³ä¸‹æ‰æœ‰å¯èƒ½å‡ºç¾(xià n)。在熱失控之å‰3.5分é˜ï¼Œç¬¬äºŒå€‹æŽ’氣階段出ç¾(xià n),也釋放碳酸亞乙酯(EC),由于溢出氣體的冷å»ç”¨é€”ï¼Œåœ¨æ¤æŽ’æ°£æœŸé–“é›»æ± æº«åº¦æ˜Žé¡¯ä¸‹é™ã€‚è¦–é »ä¸æ²’有看到或è½åˆ°ç¬¬ä¸€å€‹å’Œç¬¬äºŒå€‹æŽ’氣階段的特點,僅通éŽFTIR氣體測é‡ç¢ºå®šã€‚
ä¸Šä¸€ç¯‡ï¼šè©³è§£å‹•åŠ›é›»æ± è€åŒ–的原å›
ä¸‹ä¸€ç¯‡ï¼šåœ¨é¸æ“‡é›»æ± 時è¦è€ƒæ…®çš„ä¸€äº›å› ç´
ä¸åœ‹å‚³å‹•ç¶²(wÇŽng)版權(quán)與å…è²¬è²æ˜Žï¼šå‡¡æœ¬ç¶²(wÇŽng)注明[來æºï¼šä¸åœ‹å‚³å‹•ç¶²(wÇŽng)]的所有文å—ã€åœ–片ã€éŸ³è¦–å’Œè¦–é »æ–‡ä»¶ï¼Œç‰ˆæ¬Š(quán)å‡ç‚ºä¸åœ‹å‚³å‹•ç¶²(wÇŽng)(www.siyutn.com)ç¨å®¶æ‰€æœ‰ã€‚如需轉(zhuÇŽn)載請與0755-82949061è¯(lián)系。任何媒體ã€ç¶²(wÇŽng)站或個人轉(zhuÇŽn)è¼‰ä½¿ç”¨æ™‚é ˆæ³¨æ˜Žä¾†æºâ€œä¸åœ‹å‚³å‹•ç¶²(wÇŽng)â€ï¼Œé•å者本網(wÇŽng)將追究其法律責任。
本網(wÇŽng)轉(zhuÇŽn)載并注明其他來æºçš„稿件,å‡ä¾†è‡ªäº’è¯(lián)ç¶²(wÇŽng)或æ¥(yè)å…§(nèi)投稿人士,版權(quán)屬于原版權(quán)人。轉(zhuÇŽn)載請ä¿ç•™ç¨¿ä»¶ä¾†æºåŠä½œè€…ï¼Œç¦æ¢æ“…自篡改,é•è€…è‡ªè² ç‰ˆæ¬Š(quán)法律責任。
相關(guÄn)資訊